目录
一.非类型模版参数
二.模版的特化
2.1模版特化的概念
2.2函数模版的特化
2.3类模版特化
2.3.1全特化
2.3.2偏特化
2.3.3使用类模版特化
三.模版分离编译
一.非类型模版参数
模板参数分类类型形参与非类型形参。
类型形参:出现在模板参数列表中,跟在class或者typename之类的参数类型名称。
非类型形参:就是用一个常量作为类(函数)模板的一个参数,在类(函数)模板中可将该参数当成常 量来使用。
template<class T,size_t N = 10>class array{public:T& operator[](size_t index) {return _array[index]; }const T& operator[](size_t index)const {return _array[index]; }private:T _array[N];size_t _size;};
创建一个a1.
注意:
1. 浮点数、类对象以及字符串是不允许作为非类型模板参数的。
2. 非类型的模板参数必须在编译期就能确认结果。
二.模版的特化
2.1模版特化的概念
通常情况下,使用模板可以实现一些与类型无关的代码,但对于一些特殊类型的可能会得到一些 错误的结果,需要特殊处理。
比如:实现了一个专门用来进行小于比较的函数模板
template <class T>
bool Less(T left,T right)
{return left < right;
}
那么这个函数模板就不能处理地址比较的问题,比如:
int main()
{cout << Less(2, 1) << endl; //0Date d1(2022, 7, 8);Date d2(2022, 7, 7);cout << Less(d1, d2) << endl;//0Date* p1 = &d1;Date* p2 = &d2;cout << Less(p1, p2) << endl;//可以比较,结果错误,结果为1return 0;
}
这里的问题就是我本来想要比较的是d1和d2,但是这里比较的是d1和d2的地址大小。这时候用上面的模版就不行了。
由上可知,函数模版并不能解决全部的内容,所以我们就有了模版特化。即:在原模板类的基础上,针对特殊类型所进行特殊化的实现方 式。模板特化中分为函数模板特化与类模板特化。
2.2函数模版的特化
函数模板的特化步骤:
1. 必须要先有一个基础的函数模板
2. 关键字template后面接一对空的尖括号<>
3. 函数名后跟一对尖括号,尖括号中指定需要特化的类型
4. 函数形参表: 必须要和模板函数的基础参数类型完全相同,如果不同编译器可能会报一些奇 怪的错误。
在上面的Less模版后面加上:
template<>
bool Less<Date*>(Date* left, Date* right)
{return *left < *right;
}
这样如果参数是地址的话就会自动调用这个模版。
这里有一个需要注意的点,我在写Less的时候写的是T,实际上这样不好,如果是自定义类型还需要调用拷贝构造,最好写成:
template <class T>
bool Less(const T& left,const T& right)
{return left < right;
}
特化也要跟着改:
template<>
bool Less<Date*>(Date* const & left, Date* const & right)
{return *left < *right;
}
注意:
在模版中我的const是修饰left本身的,所以在特化的模版中我必须要遵守这个原则。const放在*的后面。
2.3类模版特化
2.3.1全特化
全特化就是模版参数列表中所有的参数都确定化。
template<class T1, class T2>
class Data
{
public:Data() {cout << "Data<T1, T2>" << endl; }
private:T1 _d1;T2 _d2;
};template<>
class Data<int, char>
{
public:Data() { cout << "Data<int, char>" << endl;}
private:int _d1;char _d2;
};void TestVector()
{Data<int, int> d1;Data<int, char> d2;
}int main()
{TestVector();//Data<T1, T2>//Data<int, char>return 0;
}
如果有函数模版参数列表中的类型对应,模版就不再实例化直接调用上面全特化的版本。
2.3.2偏特化
偏特化:任何针对模版参数进一步进行条件限制设计的特化版本。比如对于以下模板类:
对于偏特化有两种表现方式:
一种叫部分特化:
template<class T1,class T2>
class Data
{
public:Data() {cout << "Data<T1, T2>" << endl; }
private:T1 _d1;T2 _d2;
};template<class T1>
class Data<T1, int>
{
public:Data(){cout << "Data<T1, int>" << endl;}
private:T1 _d1;int _d2;
};
还有一种是参数更进一步限制:
偏特化并不仅仅是指特化部分参数,而是针对模板参数更进一步的条件限制所设计出来的一 个特化版本。
//两个参数偏特化为指针类型
template<class T1,class T2>
class Data<T1*, T2*>
{
public:Data(){cout << "Data<T1*, T2*>" << endl;}
private:T1 _d1;T2 _d2;
};//两个参数偏特化为引用类型
template <class T1, class T2>
class Data <T1&, T2&>
{
public:Data(const T1& d1, const T2& d2): _d1(d1), _d2(d2){cout << "Data<T1&, T2&>" << endl;}
private:const T1& _d1;const T2& _d2;
};
2.3.3使用类模版特化
template<class T>
class Less
{
public:bool operator()(const T& x, const T& y) const{return x < y;}};int main()
{Date d1(2022, 7, 7);Date d2(2022, 7, 6);Date d3(2022, 7, 8);vector<Date> v1;v1.push_back(d1);v1.push_back(d2);v1.push_back(d3);// 可以直接排序,结果是日期升序sort(v1.begin(), v1.end(), Less<Date>());vector<Date*> v2;v2.push_back(&d1);v2.push_back(&d2);v2.push_back(&d3);// 可以直接排序,结果错误日期还不是升序,而v2中放的地址是升序// 此处需要在排序过程中,让sort比较v2中存放地址指向的日期对象// 但是走Less模板,sort在排序时实际比较的是v2中指针的地址,因此无法达到预期sort(v2.begin(), v2.end(), Less<Date*>());return 0;
}
所以就偏特化一下:
template<>
class Less<Date*>
{
public:bool operator()(const Date* x, const Date* y){return *x < *y;}
};
三.模版分离编译
假如有以下场景,模板的声明与定义分离开,在头文件中进行声明,源文件中完成定义:
// a.h
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right);// a.cpp
template<class T>
T Add(const T& left, const T& right)
{return left + right;
}// main.cpp
#include"a.h"
int main()
{Add(1, 2);Add(1.0, 2.0);return 0;
}
为了避免这样的情况出现,可以:
1.将声明和定义放到一个文件 "xxx.hpp" 里面或者xxx.h其实也是可以的。推荐使用这种。
2. 模板定义的位置显式实例化。
显示实例化就是我们需要用谁就实例化一个它,比如上面的代码:
一个是int,一个是double类型的
template<class T>
T Add(const T& t1, const T& t2)
{return t1 + t2;
}template
int Add(const int& t1, const int& t2);template
double Add(const double& t1, const double& t2);
这个很不方便,不建议使用。